专利名称：用于产生优化的、曲率连续的2d或3d辊轧轮廓变化曲线的方法和相应的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生用于一种相应的设备的优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的方法，其中将辊轧轮廓变化曲线曲率连续地倒圆，并且由此降低用于调节成型轧辊和执行器的加速力，并且能够实现相应更高的材料进给速度。所述方法包括相应的曲率连续的倒圆算法，所述方法或者在用于产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的CAD工具中求积分，或者所述算法也能够在用于柔性地辊轧成型的设备的电子前接装置(VorschaItgerat)中实现，所述前接装置将具有至今为止的常规的曲率突变的预设的、未优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线转换为优化的、曲率连续的2D或3D辊轧轮廓变化曲线。
背景技术：
已知的现有技术是一种棍轧轮廓的制造方案，所述制造方案具有沿着轧料条恒定的横截面(2D轮廓)。在此，轧料条通过辊轧成型设备传送，并且在辊轧成型过程期间得到与在辊轧成型设备中设置的和将轧料条挤压变形的成型轧辊相符的轮廓。莱纳戴伦(ReinerDaelen)在1848年发明了一种轧钢机，其中双轧机机架的两个水平的成型轧辊由两个竖直的设置在前或设置在后的成型轧辊补充，并且由于辊隙的可调节性，能够不更换成型轧辊地制造不同的矩形轮廓(Popular Science第38卷,第594页等等)。然而,在此和在大量改进方案中，为辊轧成型过程而一次性调节的辊轧轮廓沿着轧制方向或者沿着轧料条保持恒定，直至将机器重新调节为用于不同的轮廓。现在，沿着材料条改变的3D轮廓在工业上几乎仅能够通过拉深方法制造，对于大量生产，所述方法比辊轧成型制造方法更耗费并且更昂贵。从专利申请DE102007024777 (Al)中已知一种用于3D辊轧成型的柔性地辊轧成型设备，所述设备包括具有机械臂的机器人，所述机械臂以由计算器控制的方式从成型轧辊组中选择一个成型轧辊，并且以由计算器控制的方式由成型辊轧设定选择成型轧辊，并且以由计算器控制的方式相应地将轧料进给应用于3D辊轧成型。在此，整个用于柔性地辊轧成型的设备能够由一些机械臂和辊道台组成。然而，轧料条进给相对较慢，特别是在辊轧轮廓改变和进行成型的成型轧辊必须通过相应的执行器来运动的部位上进给相对较慢，并且由此对运动进行加速和减速。在现在的柔性辊轧成型设备中的缺点是，微小的轧料进给具有与其所连接的较差的经济性，其中主要通过如下方式来实现受限的轧料进给，即，必须使成型轧辊借助于所连接的促动器和定位机构在其定向和位置方面进行改变、运动进而最终加速和减速。在此出现的用于调节成型轧辊、所连接的促动器和定位机构的定位力或加速力结合所使用的促动器的最大调节力相应地使轧料进给变慢到，能够保证，辊轧轮廓变化曲线的预设的曲线形状能够由柔性辊轧成型设备以特定的公差保持。现在的用于辊轧轮廓或辊轧轮廓变化曲线的产生或编程的CAD辅助工具产生这样的基本上由彼此连接的直线部段和圆弧部段组成的曲线形状。然而，对于2D或3D辊轧轮廓，这样的曲线形状是不适合的，因为其不是曲率连续的，并且由此也不最优地承受加速质量的荷载。由于用于调节成型轧辊和执行器的、在直线到圆弧的和圆弧到直线的过渡上出现的加速力一定会降低辊轧速度，这相对于拉深生产设备使经济性非常受限。虽然在汽车制造中在其他方面具有很高的经济性，但是仅能够很受限地使用产生恒定的辊轧轮廓横截面的用于辊轧成型的设备，因为在此需要大部分柔性的或在纵轴线上可改变的2D或3D部分横截面。因此，本发明的目的是，在提供用于产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的方法和用于其的设备时，消除现有技术中的缺点并且通过相应地优化的需要更小的调节力的2D或3D辊轧轮廓变化曲线实现更迅速的2D或3D辊轧成型。
发明内容
前述目的以及其他由说明中获知的目的通过根据权利要求1和权利要求18所述的具有基本上曲率连续的倒圆的用于产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的方法和设备实现。根据本发明，在预设期望的、改变的基本上由彼此连接的直线部段、圆弧部段和椭圆部段组成的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的情况下，优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线优选通过基本上曲率连续的倒圆算法产生。用于优化优选考虑的曲率连续的倒圆算法计算作为其二阶导数的输入的期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的轨迹的加速度，并且在参考由优化的原始输入的辊轧轮廓变化曲线的公差范围或最大允许偏差的情况下对出现的加速的进行最小化或进行限制。优选的目的是，使用产生辊轧轮廓变化曲线的基本上曲率连续的倒圆的倒圆算法。由此，在调节成型轧辊连同其执行器一起时，优选不再突变地沿着辊轧轮廓变化曲线改变或加速和减速为此需要的调节速度，而是能够由执行器施加为此所需的特定的加速力和调节力。由此，执行器优选能够确定为更弱的和/或能够提高2D或3D辊轧轮廓的生产速度。优选地，优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线这样产生，使得其由输入的期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线或者部分地或者整体地计算或优化。为此，部分的计算或优化中，优选根据相应的新的曲线部段的每个输入值计算或曲率连续地优化和显示辊轧轮廓变化曲线的优化或相应地优化的轨迹部段或面部段。在此优选地，参考并且遵守输入的轨迹或面的优化的轨迹或面的特定的公差或最大偏差，或能够改变用于计算优化的轨迹的倒圆算法的参数。在此，根据本发明的方法和设备能够不仅使用于改变的2D而且也使用于3D辊轧轮廓变化曲线。改变的2D辊轧轮廓变化曲线例如在横向方向或沿着轧料条的进给方向朝深处改变。改变的3D辊轧轮廓变化曲线例如在两个垂直于轧料条的进给方向的方向上改变，并且朝材料条方向，例如不仅在宽度方面而且也在深度方面改变其辊轧轮廓。为了避免误解，在此要注明的是，术语“轨迹”和“曲线函数”或“函数”等等之前和随后象征能够是二维的或三维的“辊轧轮廓变化曲线”。同样地，术语“辊轧轮廓”在本发明的范围内象征具有相应地改变的2D或3D辊轧轮廓的2D或3D辊轧型材，并且为了简化地表达在下面继续称为所述术语。同样地，如果没有另外明确地说明，那么术语“优化”总是包括根据基本上曲率连续的倒圆的辊轧轮廓变化曲线或其轨迹变化曲线或面变化曲线的优化或改变。本发明的其他实施方案在从属要求中说明。在接下来的附图中和在详细的说明中描述根据本发明的优选的实施形式，但是本发明不限于此。
图1A在轧料条进给方向上从前侧示出(图1B中)在部位AA上的轧料条的辊轧轮廓的横截面，其中轧料条被夹紧在成型轧辊之间；图1B示出具有部分被辊轧的辊轧轮廓的轧料条的俯视图，所述辊轧轮廓夹紧在成型轧辊和相应的成型轧辊的执行器之间和之下；图2示出由直线部段和圆弧部段组成的辊轧轮廓变化曲线f(x)的一部分、相关联的根据绝对值的曲率变化曲线I KU) I和根据绝对值的加速度变化曲线I a(x) I，以及优化的辊轧轮廓变化曲线f;pt(x)的一部分，连同相关联的根据绝对值的曲率变化曲线和加速度变化曲线；图3示出由直线部段和圆弧部段组成的辊轧轮廓变化曲线f(x)的一部分、相关联的曲率变化曲线和加速度变化曲线，以及优化的辊轧轮廓变化曲线f；pt(x)的一部分，连同相关联的曲率变化曲线和加速度变化曲线；图4示出回旋曲线y=f (X)的函数(或也称为clothoid (回旋曲线)，羊角形螺线(Cornu Spiral))；图5示出两个圆弧形的轨迹变化曲线Kl (X)和优化的具有曲率连续的倒圆角的轨迹变化曲线f；pt(X)作为Kl(X)的近似曲线；图6示出优化的具有相关联的加速度a(X)的辊轧轮廓变化曲线fopt(x)；图7示出优化的具有直线部分G、回旋曲线过渡弧A=50和圆弧部段R=50和相关联的曲率变化曲线κ(χ)的辊轧轮廓变化曲线；以及图8示出用于具有中点负荷和具有在轻微的挠曲和材料节约的横截面方面优化的纵梁的两个负荷优化的2D辊轧轮廓变化曲线。
具体实施例方式在图1A和图1B中示出用于柔性地辊轧成型的设备的实施例，所述设备沿着多个成型轧辊11之间的轧料条进给方向X引导和挤压轧料条1，使得轧料条I通过相互挤压的成型轧辊11变形，并且由此产生顶面2、侧面3和底面4。在此，成型轧辊11分别由具有相应的马达12的相关联的执行器10保持在其相应的位置和驱动，其中围绕其相应的轴线旋转的成型轧辊11挤压轧料条I并且随之运转或优选也通过马达12驱动。通过相应的执行器10以促动的形式造成成型轧辊11和与其连接的马达12和部分执行器的相应的位置和定向，其中通过执行器10能够在横向方向Y、在高度方向Z和围绕转动点13在转动方向φ上以由计算器控制的方式限定地调节成型轧辊11。成型轧辊11的沿着轧料条的在轧料条进给方向X上的调节通过在所述方向上的同样控制的、限定的进给实现。考虑到在轧料条进给方向X上牵引或推动材料条1，并且以由计算器控制的方式操纵相应的执行器10，相应的成型轧辊11的轴线位置改变，由此同样改变了辊轧轮廓，因此所述辊轧轮廓能够称为具有所谓的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5的2D或3D辊轧轮廓。如在图1A中加以说明地，在图1B的剖切线AA处的辊轧轮廓例如具有与在剖切线BB处不同的轮廓。现在，对于本领域技术人员而言可轻易理解的是，为了得到变化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5，成型轧辊11必须在其相应的位置和定向上通过相应的执行器10以作为辊轧轮廓变化曲线的函数的相应速度来回运动。鉴于根据设备而不同的、但是在实践中基本上超过30kg的运动的质量，当辊轧轮廓5的轨迹例如从直线部段通向圆弧部段时，或还更极端地，当圆弧部段通向与其相反的圆弧部段时，那么特别是产生大的加速度或为此需要大的调节力。那么，这特别是有问题的，当相应的执行器10不能施加所述力并且由此不仅出现所述执行器的超负荷而且也产生实际辊轧轮廓变化曲线5与理论辊轧轮廓变化曲线5的非限定的偏差。通过执行器10例如能够控制在横向方向Y或在高度Z上沿着轧料条进给方向X改变的2D辊轧轮廓变化曲线5，或能够控制在横向方向Y和同时在高度Z上沿着轧料条进给方向X改变的3D辊轧轮廓变化曲线5。技术人员可容易理解的是，通过改变辊轧轮廓变化曲线5也相应地得到用于执行器10的改变的加速力。根据本发明，在生产应用前，输入的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5通过相应的优选曲率连续的倒圆算法改变，使得加速力降低到所限定的最大值，并且同样存储和显示这样计算的或如下优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5。在产生和存储如下优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5后，用于柔性地辊轧成型的设备能够启动，并且开始辊轧轮廓的生产。优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5优选借助于CAD辅助工具以如下方式产生，即输入期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5，并且然后或部分地或作为整体计算、显示和存储期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5。期望的变化曲线理解为由直线的或弯曲的部段组成的变化曲线，其中弯曲的部段能够由圆弧、椭圆或类似齿条形的部段组成。这样如在当前的专利申请中所使用的，过渡部是在具有不同斜率的两条直线之间的、或在一条直线和弯曲的部段之间的或者在两个具有不同曲率的部段之间的，例如在圆弧部段和椭圆部段之间的、圆弧部段和类似齿条的部段之间等等的区域。在期望的变化曲线中通过将部段简单地彼此接合得到部段之间的过渡部。在优化的、2D或3D辊轧轮廓变化曲线5的部分的计算中，在分别将辊轧轮廓变化曲线5的下一曲线部段或面部段输入之后，相关于前述下一曲线部段或面部段分别计算或优化、优选显示新的曲线部段或面部段，并且能够将其再加工。为此，从不同的、可提供的倒圆算法中选择一个，并且应用于所有其他的计算。为了特定的倒圆区域或曲线走向，也能够选择其他的倒圆算法，或通过用于所述部位的其他参数来进行改变。为了通过基本上曲率连续的倒圆算法来计算或优化，优选考虑最大允许加速度或在输入的质量时执行器10的在各个方向上的和在转动方向Φ上的相应的调节力。优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线的产生作为整体由输入的、期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5实现，使得期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5优选借助于CAD辅助工具显示，优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5通过倒圆算法产生，并且因此能够显示并且在需要时改变两个变化曲线。因此，将优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5存储并且使用于柔性辊轧成型设备的控制。此外，描述了用于计算优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5的倒圆算法，所述算法适用于降低执行器10的上述加速度。此外，例如当辊轧轮廓变化曲线5的由直线的变化曲线到圆弧形变化曲线的过渡通过使用过渡弧曲率连续地倒圆时，出现加速力的降低，以至于相应的执行器10不必从静止状态突变地以转动角速度围绕相应的转动点13加速，以便遵循所述辊轧轮廓变化曲线5，由于可产生的加速力是有限的，这在理论上不能实现。接下来介绍用于倒圆算法的不同的优化方面、方法和功能。在图2的左侧，示出作为函数f (X)的期望的辊轧轮廓变化曲线5，所述函数由直线部段G和圆弧部段R组成。此外，示出相关联的对χ求导的绝对值函数作为曲率的绝对值
Iκ(χ) I，所述曲率在直线G的范围内具有曲率零，并且在圆弧部段R的范围内具有值Κ1，其中所述值本来是正负交替的。此外，作为绝对值函数示出曲率KU)的对X的导数，所述四个无穷大的加速度尖峰I a(x) I在下述部位上，在那里曲率I K(X) I突然从零上升到值Kl并且在该处曲率从Kl突变地再下降到零。所述的加速度尖峰是无穷大的和短的，并且本来分别是正负交替的，并且在理论上对应于相应的执行器10的一次无穷大的正加速度和一次无穷大的负加速度(=减速度)。在其右侧进行作为f；pt(x)的轨迹f(x)的第一次优化，使得执行器10的在此出现的加速度I a(x) I限定在例如最大可能的加速度的或执行器10的最大可能加速力的50%。为此，在函数f(x)的两个相邻的曲线部分之间的具有曲率突变的过渡部上，例如在所述示例中在直线部段G和圆弧部段R之间，分别限定和使用过
渡区域 ,所述过渡区域造成邻接的轨迹部段的曲率连续的倒圆。为此，在图2的右侧图示
出在过渡区域U中的曲率曲线I Κ_(χ) I的限定的斜坡形的上升或下降，其由降低的加 速度I a-OO I造成。由此，执行器的加速度保持在切合实际的、切实可行的范围内，并且由此避免辊轧轮廓变化曲线的非限定的变形。此外存在的最大曲率Kl与左侧的未优化的函数f(x)的曲率变化曲线的曲率Kl的主要部分连接，所述主要部分与期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5相符。在图2中首先仅一次地清楚地有质量地示出曲线形状，并且仅说明优化和作用的原理或方法。图3将期望的辊轧轮廓变化曲线5示作函数f(x)，所述函数同样如在图2中由直线部段G和圆弧部段Rl和R2组成。此外，示出相关联的曲率的导出的函数KU)，所述函数在直线G的区域中具有曲率零，和在圆弧部段R1、R2的区域中具有正的和负的曲率值。因此，加速度a(x)作为函数f(x)的求导得到，例如在图2的示例中，理论上在曲率突变处得到无穷大的加速度或减速度a(x)。然而，在实践中，加速度或减速度aMal(x)是受最大可产生的执行器力和执行器减速所限的、有限大的，这可能导致未优化的辊轧轮廓变化曲线5的非限定的曲线变化。为了防止辊轧轮廓变化曲线5的非限定的曲线改变，从现在起将曲率连续的倒圆算法应用于函数f(x)，所述函数由此改变，使得得到有限的和限定的加速力，所述加速力能够由执行器10施加。在此，倒圆函数匹配于曲率Rl和R2，使得所述曲率基本上维持，然而得到输入和输出的转变。这样的、通过倒圆算法计算的过渡区域，接下来也称为过渡弧。
图4将另一优选的倒圆算法示作函数y=f；pt(x)，所述函数是作为回旋曲线或也作为羊角形螺线已知的，并且示出具有直线上升的曲率的曲率连续的函数。图5示出具有带有曲率连续的倒圆的基于回旋曲线函数的函数f_(x)的曲线图，其与两个作为包络线的标准的圆弧函数Kl和K2相比较。在此，具有曲率连续的倒圆的函数f；pt (x)匹配于圆弧函数Κ1，并且具有直至圆弧函数Κ2的末端。图6示出优选的优化的函数，所述函数基于两个叠加的正弦函数f；pt(X)和相关联的加速度a(x)的函数曲率连续地倒圆。用于直线部段和圆弧部段或用于过渡弧的在fopt (χ)中作为基础的、优选的倒圆函数为f_ (X) =Sin (X)+l/9sin (3χ)。例如在图8中示例地示出地，正弦函数和叠加的正弦函数也优选使用于负荷优化的曲率倒圆。图7示出优选的函数的轨迹曲线，所述函数由直线部段G、作为回旋曲线函数的过渡弧Α=50和圆弧部段R=50组成。轨迹曲线的优化在点00上起始，其方式在于，将直线部段G过渡到过渡弧A=50，并且终止在过渡弧A=50过渡到圆弧部段R=50的点上。曲率K(X)的对应于此的函数从在00上的过渡弧A=50的起点示出从零到最大值R=50的曲率K (χ)的线性上升，并且然后曲率保持恒定，因为圆弧部段保持曲率恒定。另一优选的倒圆算法能够可设想为多项式，所述多项式例如近似于一个或多个正弦函数或回旋曲线函数。其他的用于计算曲率连续的倒圆的优选的倒圆算法基于下述例如是回旋曲线函数、正弦函数、三次抛物线函数、两弧函数(Blossbogen-Funktion)、根据施拉姆的过渡弧函数、叠加的正弦函数、η阶抛物线或幂级数函数的算法中的一个或至少两个的组合，作为前述曲线形状中的一个的近似函数。图8示出矩形横梁的负荷适合的倒圆的其他优选的应用，所述矩形横梁未在图中示出，并且在部位F上的中间承载有负荷F，所述负荷在具有不同的优化的轮廓的梁中示出。在此，两个横梁在图中上下地示出，所述横梁具有不同的横截面变化曲线zl(X)和ζ2(χ) ο在此，具有横截面高度zl的横截面zl(x)起始于部位A,开始弧形地变得更高,在部位B上再弧形地通至横截面z2中，并且在部位C上开始圆弧形地逐渐变细，并且最终从部位D开始再以高度zl保持恒定。相反，下面的梁具有更好地匹配期望负荷的、抛物线形的沿着χ轴线的变化曲线z2(x)，并且这样在尽可能微小地挠曲时再为了尽可能高的材料节约进行优化。在此的基本想法是，负荷优化的3D轮廓变化曲线也几乎总已经是对于柔性辊轧成型而言制造最优的，进而由于高的材料节约，与例如用半径倒圆的和仅粗略地匹配最优变化曲线的横截面zl相比也更加适合。为此，计算部分的预期的负荷变化曲线和为此优化的辊轧轮廓变化曲线5，将其相应地曲率连续地优化，并且将其相应地材料优化地制造，这最终也相应于重量优化。根据本发明，在此描述的倒圆算法优选整合在CAD系统中，以至于所述算法或者在输入期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5期间马上进行优化和相应地产生优化的能够被显示的和修改的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5，或者将倒圆算法应用于辊轧轮廓变化曲线5的整个曲线上。也可设想的是，倒圆算法整合在电子仪器中，所述电子仪器具有用于期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5的信号输入端和用于计算的优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线5的信号输出端，所述信号输出端例如能够引到柔性辊轧成型设备中。
其他可能的实施形式在下面的权利要求中说明。在权利要求中所提到的附图标记有助于更好的清晰性，然而所述权利要求不限于在附图中示出的形式。附图标记列表I 轧料条2 顶面3 侧面4 底面5 辊轧轮廓变化曲线10 执行器11 成型轧辊12 马达13 转动点AA 剖切线BB 剖切线Φ 转动方向X 轧料条进给方向Y 水平的(相对于轧料进给方向的)横向方向Z 高度
权利要求
1.用于产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的方法，其方式在于预设沿着轧料进给方向(X)变化的辊轧轮廓(5)的期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)和控制柔性的辊轧成型设备，其中在辊轧成型过程期间能够以由计算器控制的方式调节成型轧辊(11)，其中用于产生所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的方法包括下述步骤: a)借助于CAD辅助工具输入所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)，其中所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)由多个直线的和/或弯曲的部段和相应的过渡部组成； b)由输入的所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)通过倒圆算法在所述直线的和/或所述弯曲的部段之间的所述过渡部上计算所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)，以便在所述过渡部上确定相应的过渡弧，其中所述倒圆算法将所述2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)倒圆为在所述过渡弧上基本上曲率连续的，以至于相应地产生所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)，其中基本上避免曲率突变； c)确认或修改所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的区域； d)存储所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d)中所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)适用于控制柔性辊轧成型设备。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过读入具有所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的数据集或数据文件来实现在步骤a)中进行的输入。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤a)中将所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)基本上通过直线部段和圆弧部段和/或点来输入到所述CAD辅助工具中，所述点通过由例如是三次样条函数的函数产生曲线部段。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中实现用于将所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)输入到所述CAD辅助工具中的、用于计算所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的、用于显示所述输入的和所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的和用于修改或确定所述优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的所述步骤a) -c),使得在部分地输入所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5 )的部段后，执行其他步骤b ) -C )，其方式在于，实现部分优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的优化计算、输出或显示和修改，以及因此基本上从点到点地或从面部段到面部段地进行优化。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述在步骤a)中进行的输入也包括用于在步骤b)中进行的所述优化计算的最大偏差，并且/或者其中能够给出优化计算的起始位置，所述最大偏差例如是最大和/或最小半径和/或所述辊轧轮廓的直线的或弯曲的线段。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中分别进行的所述倒圆算法能够选择为总体地或部分地用于由一系列的倒圆算法构成的特定的面区域。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中提供的或应用的倒圆算法基于以下，在所述2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的区域中，从所述辊轧轮廓变化曲线(5)的特定的曲率变化或加速度起始，例如在直线的曲率和圆弧曲率之间，两个不同的圆弧曲率之间或两个成角度地过渡到彼此的 直线部段之间，将过渡弧接入到2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)中，所述过渡弧将其曲线走向曲率连续地倒圆。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在步骤b)中所述过渡弧由有限的多个具有不同半径的圆弧部段通过计算组成，使得终点分别搭接，并且曲率半径的阶梯形的上升或下降不超过特定的边界值，并且使得由此近似地得到曲率连续的倒圆。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤b)中，代替由有限多个圆弧部段组成地，所述过渡弧由有限多个椭圆部段通过相应计算组成，以至于由此近似地得到曲率连续的倒圆。
11.根据权利要求8所述的方法，其中在步骤b)中所述过渡弧根据相应的计算和将函数的或组合的函数匹配于所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)来实现，其中例如将回旋曲线、正弦曲线、三次抛物线、两弧、根据施拉姆的过渡弧、多个搭接的正弦曲线、η阶抛物线用作函数，或通过计算和应用前述曲线形状的幂级数展开的方法来实现。
12.根据权利要求8所述的方法，其中在步骤b)中计算的所述过渡弧和在第一阶中优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)附加地借助于传感器信号再次被优化，所述传感器信号在制造所述辊轧轮廓变化曲线(5)期间显示执行器(10)的所产生的实际的加速力，其中所述辊轧轮廓变化曲线(5)的优选的曲率范围也相关于执行器力的降低而改变。
13.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中计算的和使用的所述过渡弧也能够代替一个或多个整体的曲线部段。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中提供的或应用的所述倒圆算法在所述计算中也包含或显示运动的成型轧辊(11)的和运动的执行器(10)的质量和用于所述执行器(10)的最大允许的和出现的加速力。
15.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中提供的或应用的所述倒圆算法在计算中也包含轧料进给速度。
16.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中提供的或应用的所述倒圆算法附加地进行下述优化计算，使得得到最大轧料进给速度。
17.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤b)中提供的和应用的所述倒圆算法附加地进行或提出所述期望的辊轧轮廓变化曲线(5)的相关于这样优化的辊轧轮廓部分的最大负荷能力或稳定性的优化计算或倒圆计算，其中优选也能够为此输入所述辊轧轮廓部分的负荷。
18.根据前述权利要求之一所述的方法，其中优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线也能够包括多个分别根据所述步骤a) -c)优化的沿着所述轧料条变化的辊轧轮廓变化曲线。
19.用于产生根据前述权利要求所述的优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的辊轧成型设备。
20.用于产生根据前述权利要求所述的优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的设备，其中所述设备作为电子装置优选具有用于柔性辊轧成型设备的接口和/或用于接收包含所述期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的数据的接口。
21.根据权利要求19或20所述的辊轧成型设备，其中所述辊轧成型设备具有用于测定所述执行器(10)的加速力和/或调节力的传感器。
全文摘要
本发明涉及一种产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的方法，其方式在于通过预设沿着轧料进给方向(X)改变的辊轧轮廓(5)的期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)和控制柔性的辊轧成型设备，其中在辊轧成型过程期间能够以由计算器控制的方式调节成型轧辊(11)，其中用于产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的方法包括下述步骤a)借助于CAD辅助工具输入期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)；b)由输入的期望的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)通过倒圆算法计算优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)，其中倒圆算法将2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)基本上曲率连续地倒圆，以至于与之相符地，产生优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)，其中基本上避免曲率突变；c)确认或修改优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)的区域；以及d)存储优化的2D或3D辊轧轮廓变化曲线(5)。
文档编号G06F17/50GK103080940SQ201180039631
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年8月11日
发明者阿尔贝特·泽德尔迈尔, 斯特凡·弗赖塔格, 伯纳德·波克斯, 罗兰德·亨尼格 申请人:金属板材技术解决方案股份有限公司